La urbanización acelerada que ha tenido lugar en Xinjiang en los últimos años ha mejorado enormemente la calidad de vida de las personas que viven en la región. Sin embargo, para lograr un crecimiento urbano racional y un desarrollo regional sostenible, es crucial una comprensión más profunda de los patrones espaciales y temporales, la morfología espacial y los factores impulsores de la expansión urbana. Los datos de luz nocturna (NTL) proporcionan un enfoque novedoso para estudiar los cambios espaciales y temporales en la expansión urbana. En este estudio, basado en datos de DMSP-OLS y NPP-VIIRS, analizamos las características espaciotemporales de los cambios urbanos utilizando la elipse de desviación estándar y empleamos el detector geográfico para analizar el impacto de los factores ambientales naturales y socioeconómicos en la tasa dinámica de expansión urbana. Los resultados revelan lo siguiente. (1) La precisión general de la extracción del área urbana es superior al 80%, y el área urbana de Xinjiang se ha expandido aproximadamente 9.1 veces en los últimos 30 años. Además, la tasa de crecimiento de 2007 a 2017 supera la tasa de crecimiento de 1992 a 1997, con el centro de gravedad del desarrollo urbano desplazándose hacia el suroeste. (2) La temperatura media de 5 años y la precipitación anual media en el área de estudio de 1992 a 2022 son de 6.08 grados C y 169.72 mm, respectivamente, mostrando una disminución en la tasa de urbanización seguida de un aumento, debido a un aumento en los niveles de temperatura y precipitación. (3) Al combinar los resultados de la detección de factores del detector geográfico y la detección de interacciones, se determina que la precipitación es el principal factor de control, mientras que la temperatura del aire y el PIB son factores secundarios. Este estudio presenta nuevos hallazgos sobre la correlación entre los cambios espaciales y temporales urbanos y el clima en Xinjiang, proporcionando así una referencia científica para futuras investigaciones sobre la expansión urbana y la evolución del medio ambiente natural.